<Desc/Clms Page number 1>
" Perfectionnements apportée aux pompes "
L'invention est relative aux pompes, c'est-à-dire aux appareils pour aspirer, refouler ou comprimer un fluije, liquide ou gazeux*
Elle consiste, principalement -- en même temps qu'à faire comprendre à un appareil du genre en question un corps présentant une surface intérieure cylindrique dont les deux extrémités axiales sont reliées respectivement à un orifice d'aspiration et 2 un orifice de refoulement pour le fluide un arbre de ligne moyenne hélicoïdale loge à l'intérieur dudit corps, arbre dont la longueur est égale à au moins un pas de l'hélice et dont la section droite est
<Desc/Clms Page number 2>
constante tout le long dudit arbre et présente la même largeur totale 1 dans toutes les directions,
les deux extrémités dudit arbre étant raccordées à des tourillons disposés selon l'axe de ladite hélice une pluralité de plaquettes transversales identiques perforées en leurs sones centrales par des fenêtres comprenant deux bords rigides parallèns l'un a l'autre et perpendiculaires à une direction D, bords dont l'écartement est égal à A, lesdites plaquettes étant enfilées sur cet arbre de façon à être empilas les unes sur les autres une membrane tubulaire souple et étanche enveloppant la pile de plaquettes et formant avec elles un élément déformable logé à frottement doux dans le corps, élément dont la ligne moyenne est sinueuse mais plane et dont chaque section droite ne diffère, de la section droite intérieure de la portion de corps qui l'encadre,
que par un rectangle dont deux cotée sont parallèles à la direction D et ont une longueur c et dont les deux autres côtes sont égaux à la plus grande dimension desdites sections droites normalement à D ;et des moyens pour entraîner en rotation ledit arbre, ce qui anime chaque pla- quette d'un mouvement de va-et-vient rectiligne d'amplitude c parallèle à D et crée entre la surface extérieure de la membrane et la surface intérieure du corps des alvéoles fermés progressant longitudinaloment d'une extrémité à l'autre du corps en entraînant le fluide -- à donner auxdites plaquettes un périmètre extérieur circulaire et à percer chacune d'elles de part en part hors de sa zone centrale par au moins une lumière allongée selon la direction D,
lumière traversée avec jeu selon cette direction D, mais sans jeu selon la direction perpendiculaire à D, par une tige de guidage rectiligne solidaire du corps et s'étendant parallèlement aux génératrices de celui-ci.
<Desc/Clms Page number 3>
Elle comprend, aise à part cette disposition principale, certaines autres dispositions qui s'utilisent de préférence en mime temps (mais dont certaines pourraient le cas échéant, être utilisées isolément) et dont il sera plus explicitement parlé ci-après.
Le rôle des tige. de guidage est d'emp^cher les plaquettes de tourner sur Iles-même lors de la rotation de l'arbre hélicoïdal, ce que ces plaquettes auraient tendance à faire du fait de leurs formes circulaires et du frottement de l'arbre contre leurs fenêtres centrale., tendant ainsi à bloquer la pompe.
C'est donc la présence de ces tiges qui permet d'utiliser des plaquettes de forme circulaire, forme qui présents de grande avantages en ce qui concerne la facilita de fabrication de ces plaquettes et surtout celle de la membrane qui les enveloppe, ladite membrane pouvant ainsi être formée par un simple élément tubulaire de révolution autour de son axe, De plus, comme la tendance des plaquettes 2 tourner sur elles-môme est absorbée par lesdites tiges, la membrane ne travaille aucunement à la torsion, ce qui constitue un avantage important du point de vue de sa longévitéEn outre, grâce d'une part A cette absence de travail de la membrane l la torsion et d'autre part à la forme de révolution de cette membrane,
il est possible et facile de constituer cette dernière par deux enveloppes superposées t l'une, extérieure, résistante au fluide à pomper et l'autre, intérieure, résistante au lubrifiant des paliers et plaquettes,
L'invention sera mieux comprise à l'aide du complément de description qui suit, ainsi que des dessins ci-annexés, lesquels complément et dessins sont, bien entendu, donnés surtout à titre d'indication.
<Desc/Clms Page number 4>
Les figures 1,2 et 2, de ces dessins$ entrent respectivement en coupe longitudinale selon I-I fig. 2, en coupe longitudinale selon II-II fig. 1 et en coupe transversale partielle selon III-III fig. 1, une pompe établie conformément & l'invention.
La figure 4 montre semblablement 1 la fig.3 la même pompe pour une autre position angulaire de son organe entraîneur*
Les figures 5 et 6 montrent respectivement en coupe longitudinale selon V-V fig. 6 et en coupe transversale selon VI-VI fig. 5 un mode de réalisation préfère d'une telle pompe.
Et la figure 7 montre la section transversale d'un arbre particulier susceptible d'équiper les pompes conformes à l'invention.
Avant d'entrer dans le vif du sujet, il convient de rappeler qu'il est déjà connu de réaliser l'entraînement du fluide à pomper de la façon suivante.
On crée des alvéoles fermes entre une surface cylindrique rigide intérieure d'un corps de pompe creux et la surface ondulée extérieure d'un élément déformable de ligne moyenne sinueuse plane, disposé à l'intérieur de ce corps, et l'on anime longitudinalement ces alvéoles de façon à les faire progresser d'une extrémité axiale à l'autre de l'ensemble.
Pour créer lesdits alvéoles, on choisit de façon telle, les deux dites surfaces, que celles-ci soient tangentes l'une à l'autre le long d'une part des crêtes des ondulations de la surface ondulée et d'autre part tout le long d'au moins une ligne sinueuse plane dans chacun des deux plans, parallèles à ladite ligne moyenne,tangents aux deux dites surfaces.
<Desc/Clms Page number 5>
Pour animer lesdits alvéoles, on agence la portion courante de l'élément déformable de façon telle que ohacune de ses sections ou tranches transversales puisse subir sans déformation des coulissements reotilignes de va-et-vient pa rallèlement à elle-même selon une direction D, indépendam- ment de ses voisines, lesdits coulissements étant guides par deux portées planes opposées de la surface rigide du corps formant chemin de glissement et chaque section ou tranche 'tant dessinée de façon à appliquer jointivement en chaque fin de sa course contre le fond correspondant Ce ladite surface rigide l'une des deux portions de sa péri- phéric qui se raccordent l'une 1 l'autre le long desdites portées planes,
et l'on commande les coulissements transver- saux en question de chaque section ou tranche de façon telle que chacune de celles-ci soit légèrement décalée transversalement par rapport à ses voisines et que l'empilement de ces sections ou tranches présente une surface ondulée ou sinueuse.
A cet effet, l'on évide chaque section ou tranche transversale de l'élément déformable par une fenêtre comprenant deux portées rigides en regard (considérées selon la direction D), on engage dans ces différentes fenêtres un arbre de ligne moyenne hélicoïdale ou sensible-* ment telle dont chaque section transversale demeure en permanence tangente aux deux dites portées rigides de la fenêtre correspondante, et l'on entraîne en rotation ledit arbrs.
Pour constituer l'élément sinueux déformable, on a déjà proposé d'avoir recours a une pile de plaquettes enveloppée d'une membrane souple et étanche, mais pour empêcher que ces plaquettes se déplacent angulairement
<Desc/Clms Page number 6>
sous l'influence des rotations de l'arbre hélicoïdal central, déplacements qui provoqueraient le blocage dudit arbre, on donnait auxdites plaquettes - et donc à la surface intérieure du corps cylindrique - un périmètre transversal rectangulaire. Il en résultait de sérieuses difficultés en ce qui concerne d'une part la fabrication et la mise en place de la membrane, d'autre part la longévité de cette dernière, laquelle devait constamment travailler à la torsion pour transmettre au corps les sollicitations torsionnelles subies par les plaquettes.
On pallia ces inconvénients, conformément à l'invention, en donnant aux plaquettes une forme circulaire et en faisant encaisser leurs sollicitations a la torsion par des tiges longitudinales solidaires du corps.
Dans ce qui suit l'on va décrire plusieurs modes de réalisation de pompes basées sur ce principe, à titre bien entendu purement illustratif et non limitatif.
Dans celui illustré sur les fig. 1 à 4, le corps de pompe,rigide comprend un cylindre creux 1 dont la section transversale interne est composée de deux demi- cercles (fige 3) de diamètre à raccordés entre eux par deux segments de droite parallèles 1 une direction D et de longueur c, Ce cylindre 1 est raccord' ! ses extrémités à respectivement deux chambres 2 et 3 dann lesquelles débouchent des raccorde 4 et 5 pour tuyauteries d'aspiration et de refoulement.
L'élément déformable a surface ondulée est constitué par un empilement de plaquettes circulaires ou rondelles 6 minces (par exemple épaisses de 1 mm) revêtu d'une gaine souple et étanche ?7 dont le diamètre extérieur est égal à a.
<Desc/Clms Page number 7>
Chaque plaquette 6 est évidée par uns fenêtre fectangulaire 8 dont les petits actes sont parallèles à D et par deux lumières 9 allongée parallèlement à Dit dosées symétriquement l'une de l'autre par rapport à la fenêtre 8,
La fenêtre 8 est traversé par un arbre 10 dont la section transversale est un cercle ayant un diamètre égal à la longueur 1 des petits cet'. de la fenêtre 8. La ligne moyenne de cet arbre, ou plus précisément de la portion Courante ou médiane de cet arbre, est une portion d'hélice de diamètre c et de pas p.
La longueur de cette portion courante est au moins égale à Les extrémités de ladite portion d'hélice sont raccordées progressivement à l'axe de celle-ci.ce qui permet d'une part de maintenir immobiles les plaquettes 6 terminales lors des rotations de l'arbre 10 et d'autre part de raccorder sans disconti- nuit' ledit arbre à des tourillons 11 axés selon l'axe de l'hélice et montée pivotants dans des paliers 12 du corps, notamment par l'intermédiaire de roulements 13 1 de la sorte la gaine7 peut être raccordée sans pli à des portées cylindriques externes 16 solidaires des paliers 12 et être fixée de façon 'tanche sur ces portées par exemple à l'aide de liens annulaires 14.
Les lumières 9 sont traversées par des tiges cylindriques 15 dont la section transversale est un cercle ayant un diamètre égal à la largeur desdites lumières.
Ces tiges 15 sont fixées à leurs deux extrémités sur le corps et guident les coulissements transversaux des plaquettes 8 tout en interdisant leurs rotations lors des rotations de l'arbre 10.
A tout instant l'élément déformable (6, 7) a extérieurement la forme d'un serpent dont la ligne
<Desc/Clms Page number 8>
moyenne sinueuse et plane a une amplitude de c/2. Cet élément demeure tangent tout de son long aux deux surfaces planes internes du cylindre 1, qui sont parallèles au plan de ladite ligne moyenne (surfaces disposées horizon- talement et désignées par 17 sur les fig, 1 et 3), et les otites 19 de ses ondulations sont tanches aux surfaces incurvées du cylindre 1 (fig. 2 et 4). De la sorte des alvéoles fermes 18 de volule 1/2 acp sont crées entre ledit élément et lrdit cylindre.
Il suffit d'entraîner on rotation l'arbre 10, par exemple à la main ou à l'aide d'un moteur, pour faire progresser chacun de ces alvéoles de l'extrémité amont à l'extrémité aval de l'ensemble t en effet chaque plaquette se comporte lors desdites rotations comme un excentrique a cadre et subit un mouvement de va-et-vient rectiligne (horizontal dans l'exemple illustre) d'amplitude parallèlement à D,
On voit sur les fig. 3 et 4 les positions occupées par une même plaquette 6 pour deux positions de l'arbre 10 angulairement décalées de 90 .
Il est à noter que, la longueur de la portion active de l'ensemble étant au moins égale à un pas de l'hélice, chaque alvéole 18 est isolé de la chambre amont 2 avant d'être mis en communication avec la chambre aval 3 il en résulte une étanchéité totale entre ces deux chambres, ce qui rend inutiles les joints d'étanchéité.
En outre, du fait de la liaison étanche entre la gaine 7 et les portées 16, le circuit de fluide pompé est totalement isolé de l'intérieur de ladite gains, On peut par conséquent admettra sans difficulté un lubrifiant à l'intérieur de cette gaine, par exemple en vue de réduire
<Desc/Clms Page number 9>
les usures dues aux glissement* transversaux des diffé- rentes plaquette ? les unes contre les autres, de lubrifier les roulements 13, etc. : c'est dans ce but qu'a été prévue la canalisation 39 de la figure 1,
La pompe fonctionne indifféremment pour les deux sono de rotation de l'arbre 10 :
si l'on inverse le .en. de rotation dudit arbre, le sens de circulation des alvéolée, et donc du fluide pompe, est 'salement inversé. les portions, des plaquettes 6, les plus sujettes à l'usure du fait des frottements, sont avantageusement renforcées par des revêtement ou pièces rapportées spé- cialement résistants :
c'est le cas des renforts 20 rapportés sur les grand$ cet'. des fenêtres 8 (fige 8 et 4,) Chacun desdite renforts peut indifféremment être rapporté sur chaque plaquette individuellement ou être constitué par une lame ou gaine flexible intéressant tout l'empilement de plaquettes et interposa entre leurs fenêtres et l'arbre*
Dans le mode de réalisation préféré illustré sur les fige 5 et 6, on retrouve les éléments désignés par les références 1 à 13 ci-dessus ainsi que les tiges de guidage 15 et que les alvéoles 18 et l'on y a mis en oeuvre en ou- tre les dispositions suivantes.
Pour réduire l'usure entre les tiges de guidage 15 et les bords, des lumières 9, le long desquels ces dernières glissent, on augmente les surfaces en contact en faisant comporter auxdites tiges deux portées planes de glissement 151 parallèles à la direction D, Cas portées peuvent être des Méplats parallèles l'un 1 l'autre raccordes entre eux par des surfaces incurvées ou encore deux faces d'un laminé à section rectangulaire ou carrée.
<Desc/Clms Page number 10>
Pour réduire l'usure par frottement entre chaque plaquette et d'une part ses voisines, d'autre part l'arbre 10 et les tiges 15 qui la traversent, on les constitue en un matériau présentant un excellent coeffi- oient de frottement, notamment en une résine phénolique armée de coton et chargée de graphite colloïdal telle que celle connue sous la désignation CELORON.
Pour réduire encore l'usure par frottement des plaquettes les unes contre les autres, il est avantageux de les ajourer par des perforations multiples 41, ce qui présente en outre l'avantage d'améliorer la lubrification des plaquettes et d'alléger 1 Ensemble*
Pour améliorer la lubrification des plaquette., il convient de refroidir l'huile 42 destinée à cet usage, laquelle atteint facilement une température de 80 à 60 C, par exemple en la faisant circuler en circuit fermé dans un circuit extérieur 43 avantageusement équipé d'ailettes 44 de refroidissement, ledit circuit étant bien entendu isole de façon étanche de celui du fluide pompe.
Pour faciliter le montage de la membrane 7 autour de la pile de plaquettes 6, on constitue cette membrane à la façon d'un sac élastique moulé composé d'une partie centrale tubulaire de révolution et de deux parties terminales tronconiques de révolution dont l'une converge vers son extrémité alors que l'autre au contraire diverge vers son extrémité.
Le diamètre initial de la portion tubulaire est inférieur à celui des plaquettes 6 à envelopper de façon que la mise en place du sac tende élestiquement celui-ci en supprimant tout risque de jeu entre sac et plaquettes*
Cette mise en place du sac s'effectue de la façon suivante
<Desc/Clms Page number 11>
On commence par monter les tiges 15 et l'arbre 10 dans l'un des paliers 12 (avec roulement 13), puis on empile les plaquettes 6 sur ces éléments, qui les traversent$ et l'on coiffe la pile de l'autre palier 12 (avec roulement 13), On introduit ensuite l'ensemble ainsi forma dans le sac 7 par son ouverture évasée,
ce qui dilate dit sac au fur et à moeurs de son remplissage* A la fin de cette opérationles deux portions tronconiques terminales du sec t'appliquent élastiquement chacune contre une port', tronco- nique complémentaire du palier 12 qu'elle entoure.
Pour parfaire l'étanchéité, on applique axialement des lèvres annulaires prévues aux extrémités du sac 7 (l'une 71 vers l'extérieur de l'extrémité évasée de façon à ne pas gêner l'introduction ci-dessus et à faciliter le démoulage du sac, et l'autre 72 vers l'intérieur de l'extrémité rétrécie de façon à retenir dans le sac l'ensemble introduit et à faciliter également le démoulage du sac) contre des portées correspondantes des paliers 12, par exemple par vissage de tiges extérieures 45arrimées sur les deux extrémités axiales du corps de pompe.
Dans un mode de construction avantageux de ce corps chaque chambre2 ou3 est venue de moulage avec le raccord 4 ou 5 correspondant et forme une pièce indépendante qui est appliquée axialement contre le cylindre creux 1 à l'aide desdites tiges 46, avec interposition de joints d'étanchéité toriques 46.
A titre puroment indicatif on donne ci-après quelques précisions sur un mode de réalisation de l'invention confor- me aux fige S et 6 ayant donné toute satisfaction t - membrane 7 t épaisse de 4 mm et constituée en deux
<Desc/Clms Page number 12>
couches superposées, l'une intérieure relativement épaisse en un élastomère résistant aux huiles lubrifiantes utilisées et l'autre,extérieure,plue mince, inerte vis- à-vis du liquide pompe et constituée par exemple en le polyéthylène chlorcsulfoné connu sous la désignation HYPALON (substance qui pourrait être remplacée par le opolymère de fluorvoinylidène et d'hexaflucroprophyyène connu sous la désignation VITON,
par le polytriflucromono chloroéthylène ou môme par le polytétrafluoréthylène, qui est suffisamment élastique sous la faible épaisseur envisagée) - diamètre intérieur de la portion tubulaire de la membrane 7 : 52 mm avant montage et 75mm après montage 1
6 plaquettes 6 constituas en la résine phénolique armée connue sous la désignation CELORON, d'épaisseur 1 mm et de diamètre 75 mm ; - nombre des plaquettes : 250 ;
- arbre 10 constitua en acier nitruré de diamètre 30 mm et de longueur utile 260 mm (dont 200 mm seulement corras- pondent a une véritable hélice, le reste correspondant aux portions de raccordement & l'axe de rotation), - pas de l'hélice ! t 100 mm et son diamètre 1 5 mm ; - vitesse de rotation ; 900 tours/minute ; - débit théorique t 2700 1/h ; - débit pratique & pression nulle de refoulement ; 2500 1/heure ; - débit pratique 1 pression de refoulement 2300 1/h.
Si on utilisait un arbre 10 de même diamètre que le précédent, mais correspondant à une hélice de diamètre
<Desc/Clms Page number 13>
8 ma et de pas 200 ma, on obtiendrait un débit théorique de 7200 1/h.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement ceux des mode de réalisation, de ses diverses parties, ayant été plus particulièrement envisagés ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variante*, notamment :
- ce liée où la section droite de l'arbre hélicoïdal, tout en demeurant constante le long de cet arbre et en patentant la même largeur totale il dans toutes le* directions, ne serait pas circulaire, mais aurait par exemple la forme de la came excentrique de Trézel illus. très en 47 sur la fig.
7, came dont le profil peut être facilement construit à l'aide d'arcs de cercles à partir d'un triangle équilatéral ABC ayant l'un de ses sommets sur l'axe de rotation, - celles où le nombre de pas de la partie active de l'arbre serait supérieur à 1 ou 2, chaque pas formant un étage de pompage, - celles où, le fluide de pompage étant compressible, le pas de l'hélice serait variable le long de cet arbre, - celles où la surface cylindrique intérieure du corps de pompe, au lieu de faire partie intégrante de ce corps, serait matérialisée par une chemise rapportée à l'intérieur de ce corps, - celles où ladite surface, au lieu d'être dure, serait ..et-rigide. par exemple en caoutchouc dur, de façon à améliorer l'étanchéité des alvéoles formés.
<Desc / Clms Page number 1>
"Improvements made to pumps"
The invention relates to pumps, that is to say to devices for sucking, pushing or compressing a fluid, liquid or gaseous *
It consists, mainly - at the same time in making an apparatus of the type in question understand a body having a cylindrical inner surface, the two axial ends of which are respectively connected to a suction port and 2 a discharge port for the fluid a helical midline shaft housed inside said body, shaft whose length is equal to at least one pitch of the propeller and whose cross section is
<Desc / Clms Page number 2>
constant all along said shaft and has the same total width 1 in all directions,
the two ends of said shaft being connected to journals arranged along the axis of said helix a plurality of identical transverse plates perforated in their central sones by windows comprising two rigid edges parallel to one another and perpendicular to a direction D , edges the spacing of which is equal to A, said plates being threaded on this shaft so as to be stacked on top of each other a flexible and sealed tubular membrane enveloping the stack of plates and forming with them a deformable element housed with gentle friction in the body, an element whose mean line is sinuous but flat and of which each straight section does not differ, from the internal straight section of the portion of the body which frames it,
than by a rectangle, two sides of which are parallel to the direction D and have a length c and the other two sides of which are equal to the largest dimension of said straight sections normally at D; and means for driving said shaft in rotation, which animates each plate with a rectilinear reciprocating movement of amplitude c parallel to D and creates between the outer surface of the membrane and the inner surface of the body closed cells progressing longitudinally from one end to the end. another of the body by entraining the fluid - to give said plates a circular outer perimeter and to pierce each of them right through outside its central zone with at least one slot elongated in direction D,
light traversed with play in this direction D, but without play in the direction perpendicular to D, by a rectilinear guide rod integral with the body and extending parallel to the generatrices of the latter.
<Desc / Clms Page number 3>
It includes, apart from this main provision, certain other provisions which are preferably used at the same time (but some of which could, where appropriate, be used in isolation) and which will be discussed more explicitly below.
The role of rods. guide is to prevent the pads from turning on themselves when the helical shaft rotates, which these pads would tend to do due to their circular shapes and the friction of the shaft against their windows. central., thus tending to block the pump.
It is therefore the presence of these rods which makes it possible to use plates of circular shape, a form which presents great advantages as regards the ease of manufacture of these plates and especially that of the membrane which surrounds them, said membrane being able to thus be formed by a simple tubular element of revolution around its axis, In addition, as the tendency of the plates 2 to turn on themselves is absorbed by said rods, the membrane does not work in any way on torsion, which constitutes an important advantage From the point of view of its longevity In addition, thanks on the one hand to this absence of work of the membrane l torsion and on the other hand to the shape of revolution of this membrane,
it is possible and easy to constitute the latter by two superimposed envelopes t one, external, resistant to the fluid to be pumped and the other, internal, resistant to the lubricant of the bearings and plates,
The invention will be better understood with the aid of the additional description which follows, as well as the accompanying drawings, which supplement and drawings are, of course, given above all by way of indication.
<Desc / Clms Page number 4>
Figures 1, 2 and 2, of these drawings $ respectively enter a longitudinal section according to I-I fig. 2, in longitudinal section according to II-II fig. 1 and in partial cross section according to III-III fig. 1, a pump established in accordance with the invention.
Figure 4 shows similarly 1 to fig.3 the same pump for another angular position of its drive member *
Figures 5 and 6 show respectively in longitudinal section along V-V fig. 6 and in cross section according to VI-VI fig. A preferred embodiment of such a pump.
And FIG. 7 shows the cross section of a particular shaft capable of equipping the pumps according to the invention.
Before getting to the heart of the matter, it should be remembered that it is already known to carry out the training of the fluid to be pumped as follows.
Firm cells are created between an internal rigid cylindrical surface of a hollow pump body and the external corrugated surface of a deformable element with a mean mean line plane, disposed inside this body, and these are animated longitudinally. cells so as to make them progress from one axial end to the other of the assembly.
To create said cells, the two said surfaces are chosen in such a way that they are tangent to each other along on the one hand the crests of the undulations of the corrugated surface and on the other hand the entire surface. along at least one flat sinuous line in each of the two planes, parallel to said mean line, tangent to the two said surfaces.
<Desc / Clms Page number 5>
In order to animate said cells, the current portion of the deformable element is arranged in such a way that each of its sections or transverse slices can undergo, without deformation, reotilinear reciprocating slides parallel to itself in a direction D, independently of its neighbors, said slides being guided by two opposite flat surfaces of the rigid surface of the body forming a sliding path and each section or slice 'both designed so as to apply contiguously at each end of its stroke against the corresponding bottom. said rigid surface one of the two portions of its periphery which connect to one another along said flat surfaces,
and the transverse slides in question of each section or slice are controlled in such a way that each of these is slightly offset transversely with respect to its neighbors and that the stack of these sections or slices has a corrugated surface or winding.
To this end, each section or transverse slice of the deformable element is hollowed out by a window comprising two opposite rigid spans (considered in direction D), and a helical or sensitive mean line shaft is engaged in these different windows. * ment such that each cross section remains permanently tangent to the two said rigid bearing surfaces of the corresponding window, and said shaft is rotated.
To constitute the deformable sinuous element, it has already been proposed to have recourse to a stack of platelets enveloped in a flexible and sealed membrane, but to prevent these platelets from moving angularly.
<Desc / Clms Page number 6>
under the influence of the rotations of the central helical shaft, displacements which would cause the blocking of said shaft, said plates - and therefore to the internal surface of the cylindrical body - were given a rectangular transverse perimeter. This resulted in serious difficulties as regards on the one hand the manufacture and the installation of the membrane, on the other hand the longevity of the latter, which had to constantly work on torsion to transmit to the body the torsional stresses undergone. by the platelets.
These drawbacks were overcome, in accordance with the invention, by giving the pads a circular shape and by allowing their torsional stresses to be absorbed by longitudinal rods integral with the body.
In what follows, several embodiments of pumps based on this principle will be described, of course purely by way of illustration and without limitation.
In the one illustrated in fig. 1 to 4, the pump body, rigid comprises a hollow cylinder 1 whose internal cross section is made up of two semi-circles (rod 3) of diameter connected to each other by two parallel straight segments 1 in a direction D and of length c, This cylinder 1 is connected! its ends respectively to two chambers 2 and 3 which open out from the connectors 4 and 5 for the suction and discharge pipes.
The deformable element with a corrugated surface is constituted by a stack of circular plates or thin washers 6 (for example 1 mm thick) coated with a flexible and sealed sheath 7 whose outside diameter is equal to a.
<Desc / Clms Page number 7>
Each plate 6 is hollowed out by a fectangular window 8 whose small acts are parallel to D and by two openings 9 elongated parallel to Said dosed symmetrically from one another relative to the window 8,
The window 8 is crossed by a shaft 10 whose cross section is a circle having a diameter equal to the length 1 of the small ce '. of window 8. The mean line of this shaft, or more precisely of the current or median portion of this shaft, is a portion of a helix of diameter c and of pitch p.
The length of this running portion is at least equal to The ends of said propeller portion are progressively connected to the axis of the latter. This makes it possible, on the one hand, to keep the terminal plates 6 immobile during the rotations of the 'shaft 10 and on the other hand to connect without interruption' said shaft to journals 11 oriented along the axis of the propeller and mounted to pivot in bearings 12 of the body, in particular by means of bearings 13 1 of so the sheath 7 can be connected without folds to external cylindrical surfaces 16 integral with the bearings 12 and be fixed tightly to these surfaces, for example using annular links 14.
The slots 9 are crossed by cylindrical rods 15, the cross section of which is a circle having a diameter equal to the width of said slots.
These rods 15 are fixed at their two ends on the body and guide the transverse sliding of the plates 8 while preventing their rotation during the rotation of the shaft 10.
At any time the deformable element (6, 7) has the shape of a snake on the outside, the line of which
<Desc / Clms Page number 8>
meandering and plane has an amplitude of c / 2. This element remains tangent throughout its length to the two internal flat surfaces of cylinder 1, which are parallel to the plane of said mean line (surfaces arranged horizontally and designated by 17 in figs, 1 and 3), and the ear infections 19 of its corrugations are tight against the curved surfaces of cylinder 1 (fig. 2 and 4). In this way, closed cells 18 of 1/2 acp volule are created between said element and lrdit cylinder.
It suffices to drive the shaft 10 to rotate, for example by hand or with the aid of a motor, to advance each of these cells from the upstream end to the downstream end of the assembly t by In fact, each plate behaves during said rotations like a frame eccentric and undergoes a rectilinear back and forth movement (horizontal in the example shown) of amplitude parallel to D,
We see in fig. 3 and 4 the positions occupied by the same plate 6 for two positions of the shaft 10 angularly offset by 90.
It should be noted that, the length of the active portion of the assembly being at least equal to one pitch of the helix, each cell 18 is isolated from the upstream chamber 2 before being placed in communication with the downstream chamber 3 this results in total sealing between these two chambers, which makes the seals unnecessary.
In addition, due to the sealed connection between the sheath 7 and the surfaces 16, the pumped fluid circuit is completely isolated from the inside of said gains, It is therefore possible to admit without difficulty a lubricant inside this sheath. , for example in order to reduce
<Desc / Clms Page number 9>
wear due to transverse sliding * of the different pads? against each other, to lubricate bearings 13, etc. : it is for this purpose that the pipe 39 of Figure 1 was provided,
The pump works indifferently for the two sound systems for rotating shaft 10:
if we reverse the .en. rotation of said shaft, the direction of circulation of the cells, and therefore of the pump fluid, is' badly reversed. the portions of the plates 6, the most subject to wear due to friction, are advantageously reinforced by specially resistant coating or inserts:
this is the case of the reinforcements 20 reported on the large $ ce '. windows 8 (freezes 8 and 4,) Each of said reinforcements can indifferently be attached to each plate individually or be constituted by a flexible strip or sheath involving the entire stack of plates and interposed between their windows and the shaft *
In the preferred embodiment illustrated in figs 5 and 6, there are the elements designated by the references 1 to 13 above as well as the guide rods 15 and the cells 18 and there are implemented in or the following provisions.
To reduce the wear between the guide rods 15 and the edges of the slots 9, along which the latter slide, the contact surfaces are increased by making said rods comprise two flat sliding surfaces 151 parallel to the direction D, Cas carried can be flats parallel to one another interconnected by curved surfaces or two sides of a laminate with a rectangular or square section.
<Desc / Clms Page number 10>
To reduce the wear by friction between each pad and on the one hand its neighbors, on the other hand the shaft 10 and the rods 15 which pass through it, they are made of a material having an excellent coefficient of friction, in particular in a phenolic resin reinforced with cotton and loaded with colloidal graphite such as that known under the name CELORON.
To further reduce the wear by friction of the pads against each other, it is advantageous to perforate them by multiple perforations 41, which also has the advantage of improving the lubrication of the pads and lightening 1 Set *
To improve the lubrication of the pads., It is advisable to cool the oil 42 intended for this use, which easily reaches a temperature of 80 to 60 ° C., for example by making it circulate in a closed circuit in an external circuit 43 advantageously equipped with cooling fins 44, said circuit being of course sealed off from that of the pump fluid.
To facilitate the assembly of the membrane 7 around the stack of platelets 6, this membrane is formed in the manner of a molded elastic bag composed of a tubular central part of revolution and two frustoconical end parts of revolution, one of which converges towards its end while the other, on the contrary, diverges towards its end.
The initial diameter of the tubular portion is less than that of the plates 6 to be wrapped so that the positioning of the bag elestically strains it by eliminating any risk of play between the bag and the plates *
This positioning of the bag is carried out as follows
<Desc / Clms Page number 11>
We start by mounting the rods 15 and the shaft 10 in one of the bearings 12 (with bearing 13), then we stack the plates 6 on these elements, which cross them $ and we cap the stack of the other bearing 12 (with bearing 13), The assembly thus formed is then introduced into the bag 7 through its flared opening,
which expands says bag as it is filled. At the end of this operation, the two terminal frustoconical portions of the sec each apply elastically against a port ', a complementary frustoconical bearing 12 which it surrounds.
To complete the seal, are applied axially annular lips provided at the ends of the bag 7 (one 71 towards the outside of the flared end so as not to hamper the above introduction and to facilitate the release of the bag. bag, and the other 72 towards the inside of the narrowed end so as to retain in the bag the assembly introduced and also to facilitate the release of the bag) against corresponding surfaces of the bearings 12, for example by screwing rods 45 stowed on the two axial ends of the pump body.
In an advantageous mode of construction of this body each chamber 2 or 3 is molded with the corresponding connector 4 or 5 and forms an independent part which is applied axially against the hollow cylinder 1 using said rods 46, with the interposition of seals d 'O-ring seals 46.
As a puroment indication, some details are given below on an embodiment of the invention in accordance with figs S and 6 which has given complete satisfaction t - membrane 7 t 4 mm thick and formed in two
<Desc / Clms Page number 12>
superimposed layers, one interior relatively thick in an elastomer resistant to the lubricating oils used and the other, exterior, thinner, inert vis-à-vis the pump liquid and consisting for example of chlorcsulfonated polyethylene known under the designation HYPALON ( substance which could be replaced by the opolymer of fluorvoinylidene and hexaflucroprophyyene known under the name VITON,
by polytriflucromono chloroethylene or even by polytetrafluoroethylene, which is sufficiently elastic under the small thickness envisaged) - internal diameter of the tubular portion of the membrane 7: 52 mm before assembly and 75mm after assembly 1
6 plates 6 constitas in the reinforced phenolic resin known under the designation CELORON, 1 mm thick and 75 mm in diameter; - number of plates: 250;
- shaft 10 made of nitrided steel with a diameter of 30 mm and a useful length of 260 mm (of which only 200 mm corras- sate a real propeller, the rest corresponding to the connection portions & the axis of rotation), - pitch of the propeller! t 100 mm and its diameter 1 5 mm; - rotation speed ; 900 revolutions / minute; - theoretical flow rate t 2700 1 / h; - practical flow & zero delivery pressure; 2500 1 / hour; - practical flow rate 1 delivery pressure 2300 1 / h.
If we used a shaft 10 of the same diameter as the previous one, but corresponding to a propeller of diameter
<Desc / Clms Page number 13>
8 ma and not 200 ma, we would obtain a theoretical flow rate of 7200 1 / h.
As goes without saying and as it follows moreover already from what precedes, the invention is in no way limited to those of the embodiments, of its various parts, which have been more particularly considered; on the contrary, it embraces all the variants *, in particular:
- this related where the cross section of the helical shaft, while remaining constant along this shaft and patenting the same total width it in all * directions, would not be circular, but would have for example the shape of the cam eccentric of Trézel illus. very at 47 in fig.
7, cam whose profile can be easily constructed using arcs of circles from an equilateral triangle ABC having one of its vertices on the axis of rotation, - those where the number of steps of the active part of the shaft would be greater than 1 or 2, each step forming a pumping stage, - those where, the pumping fluid being compressible, the pitch of the propeller would be variable along this shaft, - those where the internal cylindrical surface of the pump body, instead of being an integral part of this body, would be materialized by a jacket attached to the inside of this body, - those where said surface, instead of being hard, would be .. and- rigid. for example of hard rubber, so as to improve the sealing of the cells formed.